L’exoplanète GJ 367b orbite autour de son étoile en un temps extrêmement court. Seulement 8 heures, puis un an s’est écoulé sur cette planète. Nous ne savons rien de tel de notre système solaire : Mercure est la planète la plus rapide ici avec une période orbitale de 88 jours, comparé à GJ 367b, c’est un escargot boiteux. GJ 367b est une planète rocheuse beaucoup plus dense que la Terre et de structure similaire à Mercure. Il a probablement un gros noyau de fer. Cette caractérisation précise est basée sur des mesures de haute précision du rayon et de la masse – ce qui n’est pas évident pour les exoplanètes. GJ 367b est en orbite autour d’une étoile naine qui fait environ la moitié de la taille du Soleil. Le rayonnement sur la planète est énorme en raison de la faible distance à l’étoile : Du côté de la planète faisant face à l’étoile, la température est comprise entre 1300° et 1500° Celsius. À de telles températures, le fer et les roches fondent. Crédit : SPP 1992 (Patricia Klein)
En ce qui concerne les planètes extrasolaires, ‘GJ 367 b’ est un poids plume. Avec la moitié de la masse de la Terre, la planète nouvellement découverte est l’une des plus légères parmi les près de 5000 exoplanètes connues aujourd’hui. Il faut environ huit heures à la planète extrasolaire pour orbiter autour de son étoile mère. Avec un diamètre d’un peu plus de 9 000 kilomètres, GJ 367 b est légèrement plus grand que Mars. Le système planétaire est situé à un peu moins de 31 années-lumière de la Terre et est donc idéal pour une enquête plus approfondie. La découverte démontre qu’il est possible de déterminer avec précision les propriétés des exoplanètes les plus petites et les moins massives. De telles études fournissent une clé pour comprendre comment les planètes terrestres se forment et évoluent.
Un groupe international de 78 chercheurs dirigé par Kristine WF Lam et Szilárd Csizmadia de l’Institut de recherche planétaire du DLR (Centre aérospatial allemand) rend compte des résultats de leurs études dans la revue scientifique Science. Avec une période orbitale de seulement un tiers d’un jour terrestre, GJ 367 b évolue rapidement. « D’après la détermination précise de son rayon et de sa masse, GJ 367b est classée comme une planète rocheuse », rapporte Kristine Lam. « Il semble avoir des similitudes avec Mercure. Cela la place parmi les planètes telluriques de taille inférieure à la Terre et fait avancer la recherche dans la recherche d’une “seconde Terre”.
Des traqueurs d’exoplanètes plus précis possibles
Un quart de siècle après la première découverte d’une planète extrasolaire, l’attention s’est déplacée vers la caractérisation plus précise de ces planètes, en plus de faire de nouvelles découvertes. À l’heure actuelle, il est possible de construire un profil beaucoup plus précis pour la plupart des exoplanètes connues. De nombreuses exoplanètes ont été découvertes à l’aide de la méthode du transit – la mesure de différences infimes dans la lumière émise, ou sa magnitude apparente, d’une étoile lorsqu’une planète passe devant elle (par rapport à l’observateur). GJ 367 b a également été découvert en utilisant cette méthode, avec l’aide de NasaSatellite d’étude des exoplanètes en transit (ESSAI).
L’origine des petites planètes rapides encore inconnues
GJ 367 b appartient au groupe d’exoplanètes à “période ultra-courte” (USP) qui orbite autour de leur étoile en moins de 24 heures. « Nous en connaissons déjà quelques-uns, mais leurs origines sont actuellement inconnues », précise Kristine Lam. “En mesurant les propriétés fondamentales précises de la planète USP, nous pouvons avoir un aperçu de l’histoire de la formation et de l’évolution du système.” Suite à la découverte de cette planète à l’aide de TESS et de la méthode du transit, le spectre de son étoile a ensuite été étudié depuis le sol à l’aide de la méthode des vitesses radiales. La masse a été déterminée à l’aide du HARPES instrument sur le télescope de 3,6 m de l’Observatoire européen austral. Grâce à l’étude méticuleuse et à la combinaison de différentes méthodes d’évaluation, le rayon et la masse de la planète ont été déterminés avec précision : son rayon est de 72 % du rayon de la Terre et sa masse de 55 % de la masse de la Terre.
La plus haute précision pour le rayon et la masse
En déterminant son rayon et sa masse avec un précision de 7 et 14 pour cent respectivement, les chercheurs ont également pu tirer des conclusions sur la exoplanètela structure interne de. C’est une planète rocheuse de faible masse, mais a une densité plus élevée que la Terre. « La densité élevée indique que la planète est dominée par un noyau de fer », explique Szilárd Csizmadia. “Ces propriétés sont similaires à celles de Mercure, avec son noyau de fer et de nickel disproportionné qui le différencie des autres corps terrestres du système solaire.” Cependant, la proximité de la planète avec son étoile signifie qu’elle est exposée à un niveau de rayonnement extrêmement élevé, plus de 500 fois plus fort que ce que connaît la Terre. La température de surface peut atteindre jusqu’à 1500 degrés Celsius – une température à laquelle toutes les roches et tous les métaux seraient fondus. GJ 367 b ne peut donc pas être considéré comme une « seconde Terre ».
L’étoile parentale est une “naine rouge”
L’étoile mère de cette exoplanète nouvellement découverte, une naine rouge appelée GJ 367, n’a qu’environ la moitié de la taille du Soleil. Cela a été bénéfique pour sa découverte car le signal de transit de la planète en orbite est particulièrement important. Les naines rouges sont non seulement plus petites, mais aussi plus froides que le Soleil. Cela rend leurs planètes associées plus faciles à trouver et à caractériser. Ils font partie des objets stellaires les plus courants dans notre voisinage cosmique et sont donc des cibles appropriées pour la recherche sur les exoplanètes. Les chercheurs estiment que ces naines rouges, également appelées «étoiles de classe M», sont en orbite autour de deux à trois planètes en moyenne.
En savoir plus sur cette découverte :
Référence : « GJ 367b : A dense ultra-short period sub-Earth planet transiting a near red dwarf star » par Kristine WF Lam, Szilárd Csizmadia, Nicola Astudillo-Defru, Xavier Bonfils, Davide Gandolfi, Sebastiano Padovan, Massimiliano Esposito, Coel Hellier , Teruyuki Hirano, John Livingston, Felipe Murgas, Alexis MS Smith, Karen A. Collins, Savita Mathur, Rafael A. Garcia, Steve B. Howell, Nuno C. Santos, Fei Dai, George R. Ricker, Roland Vanderspek, David W Latham, Sara Seager, Joshua N. Winn, Jon M. Jenkins, Simon Albrecht, Jose M. Almenara, Etienne Artigau, Oscar Barragán, François Bouchy, Juan Cabrera, David Charbonneau, Priyanka Chaturvedi, Alexander Chaushev, Jessie L. Christiansen, William D. Cochran, José R. De Meideiros, Xavier Delfosse, Rodrigo F. Díaz, René Doyon, Philipp Eigmüller, Pedro Figueira, Thierry Forveille, Malcolm Fridlund, Guillaume Gaisné, Elisa Goffo, Iskra Georgieva, Sascha Grziwa, Eike Guenther, Artie P. Hatzes, Marshall C. Johnson, Petr Kabáth, Emil Knudstrup, J udith Korth, Pablo Lewin, Jack J. Lissauer, Christophe Lovis, Rafael Luque, Claudio Melo, Edward H. Morgan, Robert Morris, Michel Mayor, Norio Narita, Hannah LM Osborne, Enric Palle, Francesco Pepe, Carina M. Persson, Samuel N. Quinn, Heike Rauer, Seth Redfield, Joshua E. Schlieder, Damien Ségransan, Luisa M. Serrano, Jeffrey C. Smith, Ján Šubjak, Joseph D. Twicken, Stéphane Udry, Vincent Van Eylen et Michael Vezie, 2 décembre 2021, La science.
DOI : 10.1126/science.aay3253
